Возобновляемые источники энергии очень нестабильны, то есть иногда они дают больше, иногда меньше энергии. Если нужно заменить угольные, нефтяные или газовые электростанции, то требуются хранилища. Электрохимические системы хранения энергии (аккумуляторы или батареи) дороги и требуют много ресурсов. Поэтому для удовлетворения потребностей всей энергосистемы необходимы другие формы хранения. Гидроаккумулирующие электростанции, например, или камни. Они повсюду, они дешевы и очень хорошо сохраняют тепло.
Изображение: Getty Images/iStockphoto Из камней можно соорудить так называемую систему (батарею) Карно. Под пределом Карно понимают количество тепловой энергии, которое может быть преобразовано в электроэнергию. Камни нагреваются электричеством и сохраняют тепло в течение нескольких дней или недель. При необходимости накопленную тепловую энергию можно преобразовать обратно в электричество, например, используя тепло для испарения воды и привода турбины с присоединенным генератором.Батареи Карно могут быть изготовлены из всех видов материалов, таких как вода, жидкая соль, керамика, графит, бетон, короче говоря: все материалы, которые имеют высокую удельную теплоемкость. Особенность камней и других твердых тел в том, что они могут особенно сильно нагреваться. При температуре до 100 °C вода обладает безусловно лучшими свойствами в качестве носителя тепла. Расплавленная соль может быть нагрета примерно до 600 °C .Помимо преобразования тепла в электричество, технология, конечно же, может использоваться и напрямую, например, для снабжения определенных промышленных процессов или систем централизованного теплоснабжения. Поскольку камни настолько дешевы и доступны повсюду, в последние годы появляется все больше компаний и исследовательских проектов, которые хотят использовать их потенциал в качестве накопителя тепла.Аккумулирование тепловой энергии (TES) с помощью камней предлагают, в частности, израильская компания Brenmiller и Stiesdal Storage Technologies из Дании. Финская компания Polar Night Energy хранит тепло в песке.Крупный проект также был реализован компанией Siemens Gamesa в Гамбурге. Однако сейчас проект приостановлен. Техническая осуществимость была продемонстрирована, но коммерческого рынка для крупномасштабных хранилищ до сих пор нет.
Пример TES. Изображение: APA/AFP Проводится множество исследований и разработок в области TES, и разрабатывается масса различных вариантов. Важно использовать местные породы, чтобы избежать сложной транспортировки. Даже если некоторые виды камня, такие как базальт, более подходят, существенных различий в теплоемкости нет.
При хранении электроэнергии в системах хранения тепла можно ожидать эффективности около 30%. Это означает, что эффективность TES, как у водорода. При хранении камня возможно накопление энергии в течение нескольких месяцев. В этом отношении они также подходят для сезонных смен, например, для использования зимой только обильной солнечной энергии, вырабатываемой летом.Итак, преимущества хранения тепловой энергии с помощью камней: не требуется редких материалов, не оказывается негативного воздействия на окружающую среду, камни стоят недорого.